Реферат: Эксплуатационные свойства автомобилей

Иркутский Государственный Технический Университет

Курсовая работа

по предмету: «Автотранспортные средства»

Выполнил: ст-т гр.

Иркутск 2003

1.Определение полной массы автомобиля и распределение её по мостам.

m_a= m_c+ m_г + 80*z _n;

где z_n – число пассажиров, включая водителя

      m_c – масса снаряжённого автомобиля

      m_г  - масса груза  

m_a= 8020+5500+80*3=13760 кг

Нагрузка на задний мост 2/3m_a = 9174 кг

Нагрузка на передний мост равна 4586 кг

Нагрузка на одно колесо равна 2293,5 кг

Выбираем шины с регулируемым давлением и рисунком протектора повышенной проходимости (ГОСТ 13298 – 78) 370 – 508 (14,00 – 20) статический радиус r_c=0,583 м

2. Подбор внешней характеристики двигателя

Расчёт начинаем с определения мощности двигателя, необходимой для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью.

где G_a – полный вес автотранспортного средства, Н;

       f_v – коэффициент сопротивления качению при максимальной скорости;

       V – максимальная скорость, м\с;

       К = 0,7 – коэффициент обтекаемости, нс²/н⁴

       F – лобовая площадь автомобиля, м²;

     h_тр = 0,83 КПД трансмиссии;

       К_р =0,95 – коэффициент коррекции, учитывающий особенность стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика.

Значения f_v определяются выражением

где f  = 0.2 – коэффициент сопротивлению качению

Лобовая площадь определяется:

F = B_k H

где  B_k = 2 – колея автомобиля, м;

       Н = 2.87 – наибольшая высота автомобиля, м;       

Пользуясь эмпирической формулой С.Р. Лейдермана, находят максимальную мощность двигателя:

F =2000*2850=5,74  м²

где a,b,c, - эмпирические коэффициенты;

      для четырехтактных дизелей a = 0.53; b = 1.56; c = 1.09;

- отношение частот вращения вала двигателя при максимальной скорости и                                                  максимальной мощности, 0,9 – 1 для грузовых автомобилей с дизельным двигателем 

Для построения внешней характеристики при известной мощности и выбранных коэффициентах a,b,c, воспользуемся следующим выражением:

где n_e – текущее значение частоты вращения вала двигателя

Кривая зависимости крутящего момента двигателя от частоты вращения вала рассчитываем по формуле:

М=9550*N_е/n_e

М=9550*24/540=440.8 H*м

Результаты расчётов N_e и M_e сводят в таблицу  и строят график внешней скоростной характеристики, рис. 1.

Таблица 1

3. Выбор передаточных чисел трансмиссии.

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения максимальной скорости на вышей передаче коробки передач.

где i_кв = 0,7  - передаточное число коробки на высшей передаче;

i_дк =1,3 -  высшая передача дополнительной коробки

r_к = 0,583– радиус качения колеса, м

4. Выбор ступеней и передаточных чисел коробки передач.

Передаточное число ступеней  i  первой передачи определяется из условия обеспечения движения по дорогам с заданным y_max

;

где y_max – суммарный коэффициент сопротивления дороги

Полученное передаточное число на первой передаче надо проверить по условиям отсутствия буксования. Буксования не будет если выполнено неравенство:

M_{e max}= i_гл * i_дк * i_к1 *_тр * K_р /r_k £ P_{т сц}

где Р_{т сц} – сила тяги по сцеплению

Р_{т сц} = 137600*0.7 = 96.32 кН

M_{e max}=7,87*1,3*5,62*0,85*0,95/0,583 =79,64 Н*м

где G_b – вес, приходящийся на ведущие колеса;

       j_х - коэффициент сцепления шин с дорогой

Условие выполняется

где m – номер произвольной промежуточной передачи;

       n – число ступеней в коробке передач, не считая ускоряющей передачи и заднего хода.

5. Тяговый баланс автомобиля.

Расчёт и построение тягового баланса автомобиля выполняют в соответствии с формулой

Р_т = Р_f +Р_B +Р_П +Р_I

где Р_т – тяговая сила, Н

       Р_f -  сила сопротивления качению, Н;

 Р_B – сила сопротивления воздуха, Н;

 Р_П - сила сопротивления подъёму, Н;

 Р_j – сила инерции (ускорения или замедления), Н;

Составляющие тягового баланса определяются формулами:

;

Н

P_f = G_a * f * cos  a

P_f = 137600*0,025*cosa =3440.6

P_B = K * F * V²

P_B = 0.7*5.74*0.6² = 1.3

P_П = G_a* sin a

Для случая движения автомобиля по горизонтальному участку P_П = 0

При построении тягового баланса необходимо определить скорость движения автомобиля для всех расчетных частей вращения коленчатого вала на различных передачах.

;

м/с

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится тяговая характеристика автомобиля для всех ступеней рис.2

 Таблица 2

6. Мощностной баланс автомобиля

Баланс мощности автомобиля рассчитывается по формуле

N_T = N_e h_Tp = N_f + N_B + N_n + N_j

где N_T – мощность, приведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт;

N_f - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

N_B - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

N_П - мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма, кВт;

N_j- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Составляющие мощностного баланса определяются:

N_f  = P_f*V;

N_в = P_в*V;

N_п  = P_п*V;

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится график мощностного баланса рис.3.

Таблица 3

7. Динамический паспорт автомобиля.

Динамический паспорт представляет собой совокупность динамической характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика определяется выражением:

;

Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменение веса от G_a до G₀ (порожнего) D изменяется и его можно определить по формуле

;

      Таблица 4

По результатам вычислений строят динамическую характеристику с номограммой нагрузок рис.4.

Масштаб шкалы D₀ определяют по формуле

;

где а – масштаб шкалы D для автомобиля с полной нагрузкой

8. Ускорение автомобиля.

Ускорение находят по выражению:

;

;

- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент  определяют по выражению:

     = 1,04 + 0,04 i²_кп

     = 1,04 + 0,04 5,69² = 2,34

      Полученные результаты сводим в таблицу

Таблица 5

По полученным значениям ускорения строят j = f(V) для всех передач рис.5.

9. Время и путь разгона автомобиля.

Время разгона t с места до скорости V определяют интегрированием функции I/j(V)

;

Из-за отсутствия аналитической зависимости 1/j =f (V), его решают графическим методом, предварительно построив график 1/j =f (V).рис.6

Таблица 6

Время разгона определяется как выражение

t  = a_v*a_i/j*F_t;

t₁  =0,2*0,2*25,5 =1,02 c

Путь разгона определяют как выражение

S = a_v*a_t*F_s

S₁ =0.2*0.2*89 = 3,56 м

По результатам вычислений  заносим в таблицу и строим график рис.7.

Таблица 7

10. Топливная экономичность автомобиля.

где g_e – удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч;

r_т = 850 г/л – плотность топлива;

N – мощность расходуемая для преодоления сопротивления дороги, кВт.

g_e = (1.05~1.15)*g_min K_ob*K_и

где K_ob и K_и – коэффициенты, учитывающие соответственно изменения g_e в зависимости от частоты вращения вала двигателя и степени использования мощности (табл. 1.2)

N = G_a *y* V;

При движении по горизонтальному участку дороги y = f

Таблица 8.

Степень использования мощности может быть рассчитана по формуле

И =

Таблица 9.

g_e =1,1*235*1,12*0,95 = 275,044

Данные расчётов заносят в таблицу и строят топливо экономическую характеристику, графиком топливо экономической характеристики строят график динамической характеристики на высшей ступени рис.8

Таблица 10.

11. Тормозная динамичность автомобиля.

j_уст  = j*g/ k_э;

где k_э = 1,1~1.2– коэффициент, который учитывает степень теоретически возможной эффективности тормозной системы.

j_уст2  =4.27

j_уст1  =6.82

Тормозной путь определяют по формуле:

;

где  V – начальная скорость автомобиля, м/с

        t_ПР= 0.2 – время срабатывания тормозного привода, с

        t_У =0.4 – время в течение которого замедление увеличивается от нуля до максимального значения

Результаты вычислений заносим в таблицу для j = 0,5 и j =0,8 соответственно.

Таблица 11.

По результатам вычислений строим график рис.9.

Список литературы

1.    Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 2401 ИрГТУ.

2.    Краткий автомобильный справочник НИИАТ – М.: Транспорт1.